CN117038506A - 一种快速高效型晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速高效型晶圆清洗装置，涉及到晶圆清洗技术领域，包括清洗桶，所述清洗桶上固定连接有安装架，且所述安装架上固定连接有动力缸，所述动力缸的输出端贯彻所述安装架与调速电机固定连接，所述调速电机的输出轴与安装柱的上端固定连接，所述安装柱上设有承载晶圆的承载单元。本发明结构合理，控制调速电机进行低速转动，有利于提高清洗液对晶圆表面杂质溶解效率同时通过水流冲刷的作用便于杂质的脱落，同时调速电机正反交替旋转，使得液体通过惯性的作用与晶圆的表面形成冲击，同时也使得因惯性运动的气泡集中与晶圆受冲击的面接触并发生爆炸，有利于顽固杂质的脱落，配合超声波清洗，可大大缩短了清洗液的处理时间。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆清洗技术领域，特别涉及一种快速高效型晶圆清洗装置。
背景技术
在半导体工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。
在常用的半导体工艺中，例如：沉积、等离子体刻蚀、旋涂光刻胶、光刻、电镀等等，都有可能会在晶圆表面引入污染和/或颗粒，导致晶圆表面的清洁度下降，使得制造的半导体器件良率低。
现有的利用超声清洗装置对晶圆进行清洗后，需要将清洗后的晶圆进行静置一会，使得晶圆上的清洗液回流到清洗桶中（其目的是为了避免在转移晶圆时，其上沾有的清洗液滴落的到处都是，清洗液具有一定的腐蚀作用，滴落到其他设备上时容易对设备造成一定的腐蚀），其清洗液回流等待时间过长，严重影响工作效率，且现有的超声清洗装置清洗效率低下，因此，本申请提供了一种快速高效型晶圆清洗装置来满足需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种快速高效型晶圆清洗装置，控制调速电机进行低速转动，承载单元在清洗液中内低速旋转，可加快晶圆侧面的液体速度，可加快晶圆侧面的液体速度，有利于提高清洗液对晶圆表面杂质溶解效率同时通过水流冲刷的作用便于杂质的脱落，同时调速电机正反交替旋转，使得液体通过惯性的作用与晶圆的表面形成冲击，同时也使得因惯性运动的气泡集中与晶圆受冲击的面接触并发生爆炸，有利于顽固杂质的脱落，配合超声波清洗，可大大缩短了清洗液的处理时间，且本装置通过离心力的作用，可将晶圆上的清洗液甩出，可快速去除晶圆上残留的清洗液，缩短等待时间，提高工作效率。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种快速高效型晶圆清洗装置，包括底部带有超声波装置的清洗桶，所述清洗桶上固定连接有安装架，且所述安装架上固定连接有动力缸，所述动力缸的输出端贯彻所述安装架与调速电机固定连接，所述调速电机的输出轴通过联轴器与安装柱的上端固定连接，所述安装柱上呈圆周固定连接有若干个用于承载晶圆的承载单元；
所述承载单元包括与所述安装柱固定连接的若干个回形杆，若干个回形杆通过四角分布的四个立柱固定在一起，最下方所述回形杆的回形腔内固定连接有若干个纵向支撑杆，其余所述回形杆的回形腔内均等间距固定连接有若干个横向限位杆。
优选的，所述安装柱下端固定连接有用于保持所述安装柱稳定旋转的稳定单元，所述稳定单元包括与所述清洗桶内径大小相适配的安装环，所述安装环的外壁上呈圆周活动安装有若干个万向滚珠，且若干个所述万向滚珠的外端与所述清洗桶的内壁贴合，所述安装环通过若干个连接杆与限位块固定连接，所述限位块设置在所述安装环的轴心处，所述限位块的上端与所述安装柱下端设有的插接槽插接，并通过第一螺栓与所述安装柱固定连接。
优选的，若干个所述回形杆靠近所述安装柱的一端固定连接有套环，且所述套环套设在所述安装柱上，所述套环上开设有通孔，所述安装柱相对应的位置上开设有螺纹孔，所述套环通过第二螺栓、所述通孔和所述螺纹孔配合固定连接在所述安装柱上，用于固定所述套环的若干个所述第二螺栓位于同一侧面，且呈上下排列设置，相邻两组所述承载单元之间设有安装空隙。
优选的，所述调速电机的电机壳体下端固定连接有密封板，所述调速电机的输出轴穿过所述密封板轴心处开设有的贯穿孔。
优选的，所述密封板的底部设置为向一侧倾斜设置的导流斜面。
优选的，所述密封板被加料管贯穿，所述加料管的上端螺纹连接有密封盖。
优选的，还包括在纵向风力单元，所述纵向风力单元包括固定安装在所述安装柱上的大齿轮，所述大齿轮的外围啮合连接有若干个小齿轮，若干个所述小齿轮均固定套设在相对应旋转轴上，若干个所述旋转轴与所述密封板转动连接，若干个所述旋转轴上均安装有扇叶，所述密封板上设有通风口，且所述通风口的内腔安装有防水透气层。
优选的，所述清洗桶的前端设有液位观察口。
综上，本发明的技术效果和优点：
本发明结构合理，控制调速电机进行低速转动，承载单元在清洗液中内低速旋转，可加快晶圆侧面的液体速度，可加快晶圆侧面的液体速度，有利于提高清洗液对晶圆表面杂质溶解效率同时通过水流冲刷的作用便于杂质的脱落，同时调速电机正反交替旋转，使得液体通过惯性的作用与晶圆的表面形成冲击，同时也使得因惯性运动的气泡集中与晶圆受冲击的面接触并发生爆炸，有利于顽固杂质的脱落，配合超声波清洗，可大大缩短了清洗液的处理时间，提高工作效率，且本装置通过离心力的作用，可将晶圆上的清洗液甩出，可快速去除晶圆上残留的清洗液，缩短等待时间，提高工作效率；
本发明中，设有稳定单元，可保证安装柱的稳定，避免其因受力不均导致弯曲变形；
本发明中，还设置有密封板和纵向风力单元，通过纵向风力单元从而产生向下的风力，配和离心力的作用，使得晶圆上沾有的液体做向下的抛物线运动，可有效避免离心甩出后的液体与清洗桶内壁发生碰撞后飞溅至晶圆上；
本发明中，承载单元与安装柱的固定安装点设置在同一侧，使得人员在同一位置即可完成对多个承载单元与安装柱之间的拆装，无需进行多次进行变位拆装，降低人员的劳动强度，且提高拆装效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明立体结构示意图；
图2为图1局部拆分图；
图3为图2拆分结构示意图；
图4为图3中承载单元结构示意图；
图5为图1中密封板结构示意图；
图6为纵向风力单元结构示意图。
图中：1、清洗桶；2、安装架；3、动力缸；4、安装柱；5、承载单元；51、回形杆；52、纵向支撑杆；53、横向限位杆；54、立柱；6、液位观察口；7、密封板；8、稳定单元；81、安装环；82、万向滚珠；83、限位块；84、连接杆；9、套环；10、通孔；11、套环；12、调速电机；13、纵向风力单元；131、大齿轮；132、小齿轮；133、旋转轴；134、扇叶；135、防水透气层。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参考图1-4所示的一种快速高效型晶圆清洗装置，包括底部带有超声波装置的清洗桶1，清洗桶1上固定连接有安装架2，且安装架2上固定连接有动力缸3，动力缸3的输出端贯彻安装架2与调速电机12固定连接，调速电机12的输出轴通过联轴器与安装柱4的上端固定连接，安装柱4上呈圆周固定连接有若干个用于承载晶圆的承载单元5；承载单元5包括与安装柱4固定连接的若干个回形杆51，若干个回形杆51通过四角分布的四个立柱54固定在一起，最下方回形杆51的回形腔内固定连接有若干个纵向支撑杆52，其余回形杆51的回形腔内均等间距固定连接有若干个横向限位杆53，在使用时，将晶圆放置插入相邻两个横向限位杆53之间形成的空隙内，晶圆的下端将会与纵向限位支撑杆52接触形成支撑，放置完毕后，可通过动力缸3带动调速电机12向下运动，使得晶圆完全浸没在清洗桶内的清洗液中进行超声波清洗，且此时控制调速电机12进行低速正反交替转动（一般设置正向转动8S后停顿1至2s再反向转动8S，每次换向转动之前停顿1至2s进行缓冲，如此交替），承载单元5在清洗液中内低速旋转，可加快晶圆侧面的液体速度，有利于提高清洗液对晶圆表面杂质溶解效率同时通过水流冲刷的作用便于杂质的脱落，同时正反交替旋转，使得液体通过惯性的作用与晶圆的表面形成冲击，同时也使得因惯性运动的气泡集中与晶圆受冲击的面接触并发生爆炸，有利于顽固杂质的脱落，配合超声波清洗，可大大缩短了清洗液的处理时间，清洗液处理完毕后，可通过动力缸3将承载单元5提升至清洗液液面的上方且承载单元5位于清洗桶1内腔，此时可控制调速电机12进行快速转动，通过离心力的作用，可将晶圆上的清洗液甩出，可快速去除晶圆上残留的清洗液，缩短等待时间，提高工作效率。
需要注意的是:一、动力缸3可为电动缸、气缸或液压缸中的任意一种；二、本装置的各用电设备均与安装架2上设有的控制器电性连接，利用控制器控制各设备有序工作；三、调速电机12的低速运动时其速度控制在5-8r/min，调速电机12快速运动时其速度控制在40-70r/min，防止转速过大将使得晶圆变形损坏。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1和图3所示，安装柱4下端固定连接有用于保持安装柱4稳定旋转的稳定单元8，稳定单元8包括与清洗桶1内径大小相适配的安装环81，安装环81的外壁上呈圆周活动安装有若干个万向滚珠82，且若干个万向滚珠82的外端与清洗桶1的内壁贴合，安装环81通过若干个连接杆84与限位块83固定连接，限位块83设置在安装环81的轴心处，限位块83的上端与安装柱4下端设有的插接槽插接，并通过第一螺栓与安装柱4固定连接，在对晶圆清洗或甩干时，其安装环81始终位于清洗桶1中，当各个承载单元5上插入的晶圆数量不同时，导致承载单元5的整体中重量不一致，在安装柱4进行旋转时，各承载单元5受到的离心力大小不同，使得安装柱4各部位受到的力不停，容易使得安装柱4发生弯曲变形，故设置稳定单元8，在安装柱4旋转时，其安装环81外壁上的万向滚珠82将沿着清洗桶1内壁滚动，通过安装环81对安装柱4进行限位，可保证安装柱4的稳定，避免其因受力不均导致弯曲变形，且本稳定单元8通过第一螺栓固定在安装柱4的下端，便于稳定单元8与安装柱4的拆装。
在本实施例中，如图3所示，若干个回形杆51靠近安装柱4的一端固定连接有套环9，且套环9套设在安装柱4上，套环9上开设有通孔10，安装柱4相对应的位置上开设有螺纹孔11，套环9通过第二螺栓、通孔10和螺纹孔11配合固定连接在安装柱4上，用于固定套环9的若干个第二螺栓位于同一侧面，且呈上下排列设置，相邻两组承载单元5之间设有安装空隙，承载单元5通过第二螺栓固定在安装柱4上，方便两者的拆装，且承载单元5与安装柱4的固定安装点设置在同一侧，使得人员在同一位置即可完成对多个承载单元5与安装柱4之间的拆装，无需进行多次进行变位拆装，降低人员的劳动强度，且提高拆装效率。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1和图5所示，调速电机12的电机壳体下端固定连接有密封板7，调速电机12的输出轴穿过密封板7轴心处开设有的贯穿孔，当晶圆浸没在清洗液中时，其密封板7位于清洗桶1内腔并将清洗桶1密封，可防止清洗过程外界杂质进入清洗液中对其造成污染，且在进行甩干操作时，其密封板7还是位于清洗桶1内腔并将清洗桶1密封，可防止清洗液与清洗桶1内壁碰撞溅出。
在本实施例中，如图5所示，密封板7的底部设置为向一侧倾斜设置的导流斜面，溅射到密封板7底部的清洗液会沿着其导流斜面向着一侧流动，并最终流入到清洗桶1中，可防止测射的清洗液掉落到晶圆上。
在本实施例中，如图5所示，密封板7被加料管11贯穿，加料管11的上端螺纹连接有密封盖，当密封板7将清洗桶1密封柱且内部清洗液过少无法淹没晶圆时，可通过加料管11向着清洗桶1内部进行加液操作。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图6所示，还包括在纵向风力单元13，纵向风力单元13包括固定安装在安装柱4上的大齿轮131，大齿轮131的外围啮合连接有若干个小齿轮132，若干个小齿轮132均固定套设在相对应旋转轴133上，若干个旋转轴133与密封板7转动连接，若干个旋转轴133上均安装有扇叶134，密封板7上设有通风口，且通风口的内腔安装有防水透气层135，在安装柱4带动5旋转进行甩干时，安装柱4的旋转可带动旋转轴133进行快速旋转，从而产生向下的风力，配和离心力的作用，使得晶圆上沾有的液体做向下的抛物线运动，可有效避免离心甩出后的液体与清洗桶1内壁发生碰撞后飞溅至晶圆上。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1所示，清洗桶1的前端设有液位观察口，其观察口用于观察了解清洗桶1内部液位情况。
本实用工作原理：在使用时，将晶圆放置插入相邻两个横向限位杆53之间形成的空隙内，晶圆的下端将会与纵向限位支撑杆52接触形成支撑，放置完毕后，可通过动力缸3带动调速电机12向下运动，使得晶圆完全浸没在清洗桶内的清洗液中进行超声波清洗，且此时控制调速电机12进行低速正反交替转动（一般设置正向转动8S后停顿1至2s再反向转动8S，每次换向转动之前停顿1至2s进行缓冲，如此交替），承载单元5在清洗液中内低速旋转，可加快晶圆侧面的液体速度，有利于提高清洗液对晶圆表面杂质溶解效率同时通过水流冲刷的作用便于杂质的脱落，同时正反交替旋转，使得液体通过惯性的作用与晶圆的表面形成冲击，同时也使得因惯性运动的气泡集中与晶圆受冲击的面接触并发生爆炸，有利于顽固杂质的脱落，配合超声波清洗，可大大缩短了清洗液的处理时间，清洗液处理完毕后，可通过动力缸3将承载单元5提升至清洗液液面的上方且承载单元5位于清洗桶1内腔，此时可控制调速电机12进行快速转动，通过离心力的作用，可将晶圆上的清洗液甩出，可快速去除晶圆上残留的清洗液，缩短等待时间，提高工作效率，设有稳定单元8，当各个承载单元5上插入的晶圆数量不同时，导致承载单元5的整体中重量不一致，在安装柱4进行旋转时，各承载单元5受到的离心力大小不同，使得安装柱4各部位受到的力不停，容易使得安装柱4发生弯曲变形，故设置稳定单元8，在安装柱4旋转时，其安装环81外壁上的万向滚珠82将沿着清洗桶1内壁滚动，通过安装环81对安装柱4进行限位，可保证安装柱4的稳定，避免其因受力不均导致弯曲变形，且本稳定单元8通过第一螺栓固定在安装柱4的下端，便于稳定单元8与安装柱4的拆装；
还包括在纵向风力单元13，在安装柱4带动5旋转进行甩干时，安装柱4的旋转可带动旋转轴133进行快速旋转，从而产生向下的风力，配和离心力的作用，使得晶圆上沾有的液体做向下的抛物线运动，可有效避免离心甩出后的液体与清洗桶1内壁发生碰撞后飞溅至晶圆上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种快速高效型晶圆清洗装置，包括底部带有超声波装置的清洗桶（1），其特征在于：所述清洗桶（1）上固定连接有安装架（2），且所述安装架（2）上固定连接有动力缸（3），所述动力缸（3）的输出端贯彻所述安装架（2）与调速电机（12）固定连接，所述调速电机（12）的输出轴通过联轴器与安装柱（4）的上端固定连接，所述安装柱（4）上呈圆周固定连接有若干个用于承载晶圆的承载单元（5）；
所述承载单元（5）包括与所述安装柱（4）固定连接的若干个回形杆（51），若干个回形杆（51）通过四角分布的四个立柱（54）固定在一起，最下方所述回形杆（51）的回形腔内固定连接有若干个纵向支撑杆（52），其余所述回形杆（51）的回形腔内均等间距固定连接有若干个横向限位杆（53）。
2.根据权利要求1所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：所述安装柱（4）下端固定连接有用于保持所述安装柱（4）稳定旋转的稳定单元（8），所述稳定单元（8）包括与所述清洗桶（1）内径大小相适配的安装环（81），所述安装环（81）的外壁上呈圆周活动安装有若干个万向滚珠（82），且若干个所述万向滚珠（82）的外端与所述清洗桶（1）的内壁贴合，所述安装环（81）通过若干个连接杆（84）与限位块（83）固定连接，所述限位块（83）设置在所述安装环（81）的轴心处，所述限位块（83）的上端与所述安装柱（4）下端设有的插接槽插接，并通过第一螺栓与所述安装柱（4）固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：若干个所述回形杆（51）靠近所述安装柱（4）的一端固定连接有套环（9），且所述套环（9）套设在所述安装柱（4）上，所述套环（9）上开设有通孔（10），所述安装柱（4）相对应的位置上开设有螺纹孔（11），所述套环（9）通过第二螺栓、所述通孔（10）和所述螺纹孔（11）配合固定连接在所述安装柱（4）上，用于固定所述套环（9）的若干个所述第二螺栓位于同一侧面，且呈上下排列设置，相邻两组所述承载单元（5）之间设有安装空隙。
4.根据权利要求1或2所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：所述调速电机（12）的电机壳体下端固定连接有密封板（7），所述调速电机（12）的输出轴穿过所述密封板（7）轴心处开设有的贯穿孔。
5.根据权利要求4所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：所述密封板（7）的底部设置为向一侧倾斜设置的导流斜面。
6.根据权利要求4所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：所述密封板（7）被加料管（11）贯穿，所述加料管（11）的上端螺纹连接有密封盖。
7.根据权利要求4所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：还包括在纵向风力单元（13），所述纵向风力单元（13）包括固定安装在所述安装柱（4）上的大齿轮（131），所述大齿轮（131）的外围啮合连接有若干个小齿轮（132），若干个所述小齿轮（132）均固定套设在相对应旋转轴（133）上，若干个所述旋转轴（133）与所述密封板（7）转动连接，若干个所述旋转轴（133）上均安装有扇叶（134），所述密封板（7）上设有通风口，且所述通风口的内腔安装有防水透气层（135）。
8.根据权利要求1所述的一种快速高效型晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗桶（1）的前端设有液位观察口（6）。
Priority Applications (1)
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| CN202310951607.7A CN117038506A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种快速高效型晶圆清洗装置 |
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| CN202310951607.7A CN117038506A (zh) | 2023-07-31 | 2023-07-31 | 一种快速高效型晶圆清洗装置 |
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2023
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